讲师手册(数控加工)

内部资料 注意保密 讲师手册编号： 数控加工技术(基础篇) 讲师手册 Instructors GuideSkill, Knowledge, Attitude15 数控加工技术（基础篇）手册使用说明说明：此手册包括教材、讲师培训目的、对象、方式、课程时间及授课讲义/步骤、课堂游戏、自检测试题、培训后督促办法、课程PPT等，各讲师在运用时注意先理解并熟练，而后灵活运用。可结合实际员工亲历案例进行。如有疑问，致电人力资源部。电话： 联系人：培训目标熟悉数控加工基础知识、了解数控加工工艺、掌握数控编程一般技能培训对象公司新入数控操作工培训方式讲授式、讨论式课程时间180分钟，课间休息15分钟图释：| 讲述| 放映| 白板s| 问答| 讨论| 活动| 时间培训前准备培训通知：包括时间安排、培训要求（包括纪律、笔记等）。前期准备：培训需求调研反馈表、学员名册（包括姓名、性别、年龄、学历、岗位、职务、受训经历等）、学习风格调研反馈表。教室布置：桌椅、空气、温度、亮度、整洁度、音响设备的调试。教具准备：笔记本电脑、投影仪、遥控笔、白板、白板笔（红/黑/蓝各一支）、白板擦。衣着要求：讲师着职业套装。培训大纲课程名称 数控加工技术基础篇培训学时：3学时能力目标数控加工技术是以培养数控人才为出发点，围绕知识、能力、素质三方面，遵循数控编程的学习过程，分层次安排内容。本次课程为第一层次数控编程基础知识的学习，包括数控加工的基础知识、数控加工工艺等方面的基础知识。课程内容及培训方式一、数控加工工艺基础 数控加工的定义 数控加工特点 数控加工的对象 数控加工的工艺分析 数控加工的工艺设计二、数控编程基础 数控程序编制的内容 数控程序编制的方法 数控机床坐标系u 坐标系及运动方向u 坐标轴及方向u 数控加工坐标系 绝对坐标编程与增量坐标编程 数控编程中的数据处理授课方法主要以讲授为主，结合一些案例教学培训师讲义时间讲义内容幻灯片10分钟5分钟2分钟3分钟5分钟75分钟（以下自行分解）15分钟85分钟（以下自行分解）10分钟3分钟5分钟2分钟开场设计 ：分组1、培训师自行选择一种方式进行分组。2、分组后每小组共同确定组名、口号，选一名组长（建议组长轮流担当）。 ：自我介绍设计新颖和能留下深刻印象的自我介绍 ：课程介绍及要求1、说明课程主题：什么是数控加工？就是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。2、简述数控加工的基本步骤：数控加工大致有以下几个步骤：一、阅读零件图纸，充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；二、根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析，并根据工艺分析制定出加工所需的工艺信息，如加工工艺路线、工艺要求、刀具合理选择、切削用量以及辅助功能等，形成加工工艺方案；三、程序编制及输入；四、程序检查及修改，调整好机床，调用程序进行首件加工，以进一步修改加工程序并对现场问题进行处理，直到符合图纸要求，最后确认加工程序。3、介绍本次课程的时间安排：共3小时；每节课90分钟；课间休息15分钟。4、要求学员：关闭手机或将手机静音，可见不允许接听电话；积极参与互动并记录要点。开篇导言（5分钟） ：数控技术是现代制造技术的核心和基础，数控技术的广泛采用不仅提高了企业的制造能力和水平，而且增强了对市场的影响力和竞争能力。随着技术水平的持续提高和应用领域的不断扩大，数控技术已成为关系我国制造业发展和综合国力提高的关键技术。有关调查显示，在目前国内制造业对数控加工高速增长的需求形势下，数控加工技术人才不仅出现数量上的严重短缺，更在质量上存在缺陷，其知识结构不能满足企业的需要。因此，加快培养大量、合格的数控加工技术人才已成为当务之急。本次培训将遵循数控加工的学习过程，分层次进行教学。主要内容是数控加工基础知识，包括数控加工工艺、数控程序编制方法等方面。授课内容什么是数控加工数控加工定义：我的理解 ：就是根据零件图纸及技术要求等原始条件编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。数控加工的特点s ：数控加工都有哪些特点？一、适应性强适应性即柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，选择刀具就能实现对新的零件的加工，而不需要改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。二、精度高、质量稳定 数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。一般情况下，工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床是，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。数控机床工作台的移动当量一般达到了0.001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工精度由过去的0.01mm提高到现在的0.005mm，甚至更高。此外，数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度，尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。三、生产效率高零件加工所需时间，主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此数控机床每一道工序都可选用最有利的切削用量。由于数控机床结构刚性好，因此允许进行大切削量的强力切削，这就提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。数控机床的移动部分空行程运动速度快，工件装夹时间段，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大为减少。数控机床在更换被加工零件是几乎不需要重新调整机床。数控机床的加工精度比较稳定，一般只做首件检验和工序间关键尺寸的抽样检查，因而可以减少停机检验的时间。在使用带有刀库和自动换刀装置的数控加工中心机床时，在一台机床上可实现多道工序的连续加工，减少了半成品的周转时间，生产效率的提高就更为明显。四、操作者的劳动强度减轻数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到相应的改善。五、良好的经济效益使用数控机床加工零件，将会带来很高的经济效益，不及表现在生产效率高、质量好、废品率低，还能缩短生产周期，减少工艺装备，减少在制品数量，缩短新产品试制周期等。六、有利于生产管理的现代化在数控机床上，加工零件所需的时间是可以预计的，工时和工时费用可以估计的更精确。这有利于合理的编制生产进度计划，有利于生产管理现代化。七、易于建立计算机通讯网络由于数控机床是使用数字化信息，易于与计算机建立通讯网络，便于计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统连接，形成计算机辅助设计和制造与数控机床紧密结合的一体化网络系统。八、价格较贵，调试和维修需专门的技术人员数控机床采用了许多高、新、尖的技术，使得数控机床的整体价格较贵，并且由于数控机床结构复杂，所以要求操作人员、调试和维修人员应具有专门的知识和较高的技术，或经过专门的技术培训才能胜任此项工作。数控加工的对象 ：根据数控加工的特点，最适合数控加工的零件是：一、 加工精度、表面粗糙度要求高的零件；二、 形状、结构复杂，尤其是具有复杂曲线、曲面轮廓的零件；三、 加工中的错误会造成浪费严重的贵重零件；四、 在加工过程中必须进行多种加工的零件；五、 在普通机床上加工生产效率低、劳动强度大，质量难以稳定控制的零件。 ：数控加工的工艺分析一、 数控加工内容的选择当选择并决定对某个零件进行数控加工后，并不是其全部加工内容都适合数控加工，数控加工可能只是零件加工中的一部分。这就需要对零件图样进行仔细分析，选择那些最适合、最需要的内容进行数控加工。在选择数控加工内容时，应考虑本企业设备的实际，立足解决难题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。一般适合数控加工的内容有以下几方面1. 通用机床无法加工的内容应作为优先选择的内容；2. 通用机床难加工，质量也难以保证的内容作为重点选择内容；3. 通用机床加工效率低、人工操作劳动强度大的内容。一般来说，以上内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会有明显提高。此外，在选择加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等。总之，要尽量做到合理使用数控机床，达到多、快、好、省的目的。二、 数控加工的零件图纸分析首先，应分析零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图进行详细分析。主要包括以下内容：1. 零件图的完整性和正确性分析；2. 零件的技术要求分析；3. 零件材料分析；4. 零件尺寸标注分析。三、 零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指零件在满足使用性能的前提下，制造的可行性和加工的经济性。好的结构工艺性会使零件加工容易、节省工时、材料。差的结构工艺性会使加工困难、浪费工时、浪费材料，甚至无法加工。 ：数控加工的工艺设计一、 定位基准的选择二、 加工方法的选择三、 加工阶段的划分四、 加工顺序的安排五、 程序原点及换刀点的确定六、 走刀路线的确定七、 加工余量的确定八、 切削用量的确定在这里作为一个了解，在以后的进行操作和编程培训时会做详细的讲解和分析。课间休息：欢迎大家回来（简要回顾第一节内容），我们进入第二节内容。数控编程基础数控程序编制的概念：在数控机床上加工零件，要把加工零件的全部工艺过程、工艺参数和刀具轨迹数据，以信息的形式记录在控制介质上，用控制介质上的信息来控制机床，实现零件的全部加工过程。那么，我们就把从零件图纸到获得数控机床所需控制介质的全部过程，称为程序编制。 ：数控程序编制的内容一、 分析零件图纸 首先是分析零件图纸。根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理的要求等确定加工方案，选择合适的数控机床。二、 工艺处理 工艺处理包括确定加工方案、选择合适的刀具和夹具、选择对刀点、确定加工路线、确定切削用量等。三、 数学处理 在工艺处理工作完成后，根据零件的几何尺寸、加工路线、计算数控机床所需的输入数据。四、 编写零件加工程序自完成工艺处理后和数值计算后，可以开始编写零件加工程序。根据所用数控系统的指令、程序段格式、逐段编写加工程序。编程者要了解数控机床的性能、程序指令代码以及数控机床加工零件的过程，才能编写出正确的加工程序。五、 程序检验编写好的程序需经过检测后，采用与正式加工。一般采用空走到检测、空运转画图检测、在显示器上模拟加工过程的轨迹和图形检测，以及采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切等方法检验程序。通过检验，特别是试切不仅可以确认程序的正确与否，还可知道加工精度是否符合要求。当发现不符合要求时，可修改程序或采取补偿措施。 ：数控程序编制的方法数控编程常用的方法有：手工编程和自动编程一、手工编程由分析零件图、制定工艺规程、计算刀具运动轨迹、编写零件加工程序单直到程序校验，整个过程主要有人来完成，这种人工制备零件加工程序的方法称为手工编程。手工编程中也可以利用计算机辅助计算出坐标值，再由人工编织加工程序。一般来说，对于几何形状简单的零件，所需的加工程序段不多，坐标值计算简单，用手工编程经济而及时。因此，手工编程至今仍广泛应用于点位及直线和圆弧组成的轮廓加工中。但是，当零件的程序计算相当繁琐、程序量大，手工编程就很难胜任了。那些耗时长、效率低、出错率高的零件适用于自动编程。二、自动编程自动编程又称为计算机辅助编程，是指编制零件加工程序的全部过程主要由计算机来完成。有计算机自动进行坐标计算、编制程序清单、输入程序的过程。自动编程由计算机代替人完成了复杂的坐标计算和书写程序单的工作，效率高、程序正确性好，可以解决许多手工编制无法完成的复杂零件编程难题，因此较适合于形状复杂零件的加工程序编制，如模具加工、多轴联动加工等场合。 ：数控机床坐标系在数控机床上，刀具的定位点、移动轨迹等都是以作标值的形式给出的。因此，为了实现对刀具的运动控制，就必须在数控机床上建立坐标系，即确定坐标轴的方向和设定坐标原点的位置。一、 坐标系及运动方向的规定国际标准规定：数控机床的坐标系采用右手定则的笛卡尔坐标系。由于机床的结构不同，有的是刀具运动，工件固定；有的是刀具固定，工件运动。为了编程方便，一律规定为工件固定，刀具运动。如图：拇指指向X轴，食指指向Y轴，中指指向Z轴，指尖指向各坐标轴的正方向，即增大刀具和工件之间距离的方向。同时规定了分别平行于X、Y、Z轴的附加轴为U、V、W。若有旋转轴时，则规定绕X、Y、Z轴的旋转轴依次为A、B、C，其方向为右旋螺纹方向。二、 坐标轴及方向规定在确定机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴，最后确定其他轴。JB3051-1982标准中规定：机床运动的正方向，是指增大工件和刀具之间距离的方向。（一）、Z轴规定与机床主轴轴线平行的坐标轴为Z轴。刀具远离工件的方向为Z轴的正方向（二）、X轴X轴是水平的，是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标，平行于工件的装卡面，且垂直于Z轴。（三）、Y轴Y轴垂直于X、Z坐标坐标轴。与运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按照右手直角笛卡尔坐标系来判断。（四）、旋转轴围绕坐标轴X、Y、Z旋转的运动，分别用A、B、C表示。它们的正方向用右手螺旋法则判断。（五）、附加轴相对X、Y、Z三个主要坐标轴，第一平行附加轴为U、V、W轴，第二平行附加轴为P、Q、R轴。相对X、Y、Z三个主要坐标轴，第一回转附加轴为A、B、C轴，第二回转附加轴为D、E、F轴.三、 数控加工坐标系数控加工中常用的有机床坐标系和工件坐标系（一） 机床坐标系原点 机床原点又称为机床零点、机械原点，是机床坐标系的原点，是确定其他坐标系和机床参考点的基准点。该点是机床上的一个固定的点，其位置由机床设计和制造的厂家确定，可由机床用户的使用说明书中查到。（二） 机床参考点 机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的位置点，是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标位和控制的点。机床参考点通常设置在机床各轴靠近正向极限的位置。机床参考点对机床原点的坐标是一个已知定值，其位置参数存放在机床数控系统中。 数控系统启动时，通常都要做回零操作，使刀具或工作台退离到机床参考点，由此建立各种坐标系。当返回参考点的工作完成后，显示器即显示出机床参考点在机床坐标系中的位置，表明机床坐标系已自动建立。回零操作是对基准的重新核定，可消除因种种原因产生的基准偏差。（三） 工件坐标系 机床坐标系的建立保证了刀具在机床上的正确运动。但由于加工程序的编制通常是针对某一个零件，根据零件图样进行的。为了便于尺寸计算、检查不便直接使用机床坐标系，于是根据零件图样建立了工件坐标系。 工件坐标系是在数控编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系，为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应是右手笛卡尔坐标系。工件装夹在机床上时，应是工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。 工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点，工件原点在工件上的位置虽可任意选择，但一般应遵循以下原则：1. 应使工件原点与工件的尺寸基准重合，利于编程；2. 工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上；3. 工件原点最好选在工件的对称中心上；4. 工件原点应选在容易找正、在加工过程中便预测量的位置。 ：绝对坐标编程与增量坐标编程在数控加工程序中，表示几何点的坐标位置有绝对值和增量值两种方式，可通过准备功能指令G90和G91进行选择。G90表示输入的尺寸字的数值为绝对值，G91表示输入的尺寸字的数值为增量值。绝对值以“工件原点”为依据来表示坐标位置，增量值以相对于“前一点”位置的坐标尺寸增量来表示坐标位置。 ：数控编程中的数据处理编程时的数据处理就是根据零件图样，按照已确定的加工路线和编程误差，计算出编程时所需数据的过程。其中，主要是计算零件轮廓或刀具中心轨迹的基点和节点坐标。一、 基点坐标计算什么是基点？基点就是值构成零件轮廓的不同几何要素的交点或切点。如：直线与直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与圆弧的交点或切点等。数控机床一般都具有直线和圆弧插补功能，因此对于有直线和圆弧组成平面轮廓零件，编程时主要是求个基点坐标。基点坐标计算的方法一般比较简单，可根据零件图纸给定的尺寸，运用代数、三角函数、几何或解析几何的有关知识，直接计算出数值。二、 节点坐标的计算什么是节点？在CNC系统均具有直线和圆弧补偿功能。对于直线和圆弧以外的曲线，如渐开线、双曲线、和抛物线等有y=f(x)非圆曲线，以及一系列实验或数据表示，没有轮廓表达方式的曲线（成为列表曲线），一般用直线或圆弧去逼